Reihenschaltung von Kondensatoren

Hallo allerseits,

mal 'ne blöde Frage zur Reihenschaltung von Kondensatoren in einem Colpitts-Oszillator. Welchen Sinn macht es, als Kapazität zwischen Basis und Emitter (PNP) und als Kapazität im Ausgangsschwingkreis einen 68pF mit einem 1nF in Reihe zu schalten. Rechnerisch kommen da ~63pF raus, aber das kann doch nicht der Grund sein. Den übernommenen (und überarbeiteten) Schaltplan eines kommerziell vertriebenen Testsenders für digitale Funkmeldeempfänger habe ich unter:

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eingestellt. Die Schaltung funktioniert, mir ist aber der Sinn dieser (Trick-?)Schaltung mit den Kondensatoren nicht klar.

MfG

Frank

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Frank Scheffski
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Zwei mögliche Erklärungen:

- Man greift den Ausgang zwischen den Kondensatoren ab und hat so eine Impedanzanpassung

- Die Kondensator haben entgegengesetzte Temperaturkoeffizienten, was die Stabilität der Frequenz verbessert.

Stefan

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Stefan Heimers

  1. mögliche : Entwickler wollte einen Wert den er als Normwert nicht bekommt ( oder um Streukapazität zu kompensieren ). Vgl. zwei in Serie geschaltete Widerstände: zwar nicht so gut bezüglich absoluter Toleranz, Tempco als nächst engere Normreihe. Aber statistisch trifft man den Sollwert recht gut und enge Normreihen sind deutlich teuerer und weniger handelsüblich.

MfG JRD

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Rafael Deliano

  1. mögliche Erklärung. Entwickler wollte Abkupferer verwirren ;-)
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mfg horst-dieter
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horst-dieter

Hallo Rafael, | Vgl. zwei in Serie geschaltete Widerstände: zwar nicht so gut | bezüglich absoluter Toleranz, Tempco als nächst engere Normreihe.

ich fürchte Du solltest Deine Statistikkenntnisse auffrischen. Eine Zusammenschaltung zweier Widerstände gleicher Qualität ergibt nie eine schlechtere Toleranz, aber meistens ein genaueres Ergebnisweil +10% bei beiden immer noch +10% in der Summe ergeben, aber alles andere verbessernd wirkt. Das selbige gilt beim Tempereturkoeffizient.

MArtin

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Martin Schönegg

5te mögliche Erklärung: Der Entwickler war einfach merkwürdig. Der dazugehörige Transistor (BF199) leidet in der Schaltung ja auch unter vertauschtem Emitter und Collektor. Und das der Transistor ein PNP-Typ sein soll, weiss er gewiss auch nicht. Ich habe so das leichte Gefühl, Schaltungen dieses Herstellers sind zur eigenen geistigen Erbauung nicht uneingeschränkt zu empfehlen... ;-)

Gruss Detlef

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Man ersetze das _dot_ in der Email gegen einen Punkt..
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Detlef Voss

Am Mon, 12 Jul 2004 01:08:11 +0200, schrieb Detlef Voss :

Danke für die Blumen ;-) Ich habe den Schaltplan nach 2 Farbfotos einer fertig aufgebauten Platine "abgekupfert" und den original vorhandenen 2N2222 durch den BF199 ersetzt (weil in der Bastelkiste vorhanden).

Sowohl der 2N2222 als auch der BF199 sind NPN und die Schaltung tat, trotz quick-and-dirty-Aufbau, _sofort_! Das machen Oszillatoren eigentlich nie, außer es sollte ein Verstärker werden. Das Teil schwingt also mit fast jedem Quarz bis weit über 200MHz. Eine nette kleine HF-Dreckschleuder.

Ist offenbar ein Hobbybastler, die mechanische Ausführung der Testsender (~120 EURO) ist dezent fußnägelrollend.

MfG

Frank

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Frank Scheffski

Am Sun, 11 Jul 2004 22:38:45 +0200, schrieb horst-dieter :

Sollte man meine Frage hier als Ausdruck einer, wie auch immer gearteten, Verwirrung deuten wollen, hast Du genau in's Schwarze getroffen.

MfG

Frank

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Frank Scheffski

Am Sun, 11 Jul 2004 21:55:34 +0200, schrieb Rafael Deliano :

Du hast Dir den Schaltplan offenbar nicht angeschaut. In dieser Schaltung kommt es auf einige 'zig pF offenbar nicht an.

MfG

Frank

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Frank Scheffski

Martin Schönegg schrieb:

Wenn du den Größtfehler betrachtest, bleibt der bei 10%, das stimmt. Der mittlere Fehler sinkt sogar (auf 7%)!

Grüsse

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Michael Redmann
"I don't want ANY spam!" (Monty Python, 1970)
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Michael Redmann

^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

Nächst engere Normreihe ist aber in Toleranz normalerweise besser. D.h. 2x in Serie 10k E12 / 10% hat andere Worstcasewerte als 1x 20k E24 / 5%.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Oh, ein Fettnäpfchen... ;-) dachte, der Schaltplan sei _so_ vom Hersteller veröffentlicht worden.

Stimmt, ein Vorzug des BF199 ist zweifellos, dass er sich immer in irgendeiner Ecke finden lässt.;) Aber bei den heutigen Preisen für ältliche 'Mikrowellentransistoren' wie BFR91A und Co muss man sich das ja nicht mehr antun.

Hmm, meinte damit eigentlich nur, dass das Symbol das BF199 im Schaltplan ein PNP-Transistorsymbol ist. Und vermutlich hast Du den Emitter des Oszillatortransistors auch nicht an '+' gelegt. Oder doch? BF199 im Inversbetrieb als Oszillatortransistor klingt ja richtig spannend ;)

Hmm, ohne die Halterungskapazität des Quarzes zu kompensieren? Bei den Beuteilewerten hätt ich jetzt mal eher darauf getippt, das die Schaltung auf der Grundwelle des Quarzes schwingt und nur die Oberwellen so weit reichen, oder?

Naja, 120 Euronen klingt aber nach einer gesunden Gewinnspanne. ;-)

Gruss Detlef

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Man ersetze das _dot_ in der Email gegen einen Punkt..
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Detlef Voss

Am Mon, 12 Jul 2004 13:47:59 +0200, schrieb Detlef Voss :

Die Leiterbahnführung ist, gelinde gesagt, etwas sonderbar. Der 2N2222 ist dort irnkwie mit verdrehten Beinchen eingelötet etc. pp. Leider gab es nur 2 Fotos davon. Ich mußte also etwas knobeln. Als dann aber der erste HF-Oszillator, den ich in meinem Leben gebaut hatte, auf Anhieb funktionierte, konnte aber mein Plan so verkehrt nicht sein.

Das, was man braucht, hat man eh nicht da, egal wie umfangreich die Vorräte sind.

Ist vielleicht nicht so günstig, wenn man Oberwellen bis >1GHz erzeugt. Idealerweise sollte das Teil max. 200 MHz abkönnen. Der BF199 ist mit ~550MHz schon ein bißchen zu großzügig ausgelegt.

Auweia! Brille: Fielmann Danke für den Tip. Den Baum hab' ich vor lauter Wald nicht gesehen.

Ist leider kein Testsender für $HiFi-Zubehör. Dort könnte man sicher mit Voodoo hantieren....

Sowohl, als auch. Mit einem 57,7467 MHz Quarz (also 3. Oberton) aus einem Funkmeldeempfänger schwingt er brav auf der Sollfrequenz. Einen ~37 MHz habe ich je nach Stellung des Trimmkondensators sowohl auf der Grundwelle, wie auch auf dem Oberton zum Laufen bekommen.

Das prinzipielle Problem der Schaltung ist, daß sie viel zu viel Leistung abstrahlt und das auch in Bereichen, die Ärger provozieren, wenn man dort rumsummt. Die Originalschaltung verwendet einen 19.xxx MHz-Quarz. Damit wird natürlich einiges an Müll produziert.

Ideal wäre ein Oszillator (mit 2-Punkt-Modulation), der auf ~172,50 MHz schwingt und dort maximal 100pW abgibt. Also mindestens Bandpaßfilter und HF-dichtes Gehäuse. Es gibt in dem bereits genannten Forum einen Schaltungsvorschlag, bei dem der Transistor (BF245) gleich auf der 'richtigen' Oberwelle des Quzarzes schwingt und die Aussendung von Nebenwellen dadurch reduziert wird, daß sie außerhalb des Arbeitsbereichs des Transistors liegen (sollen). Das muß ich aber erstmal verifizieren. Die Schwingkreisinduktivität soll z.B. 30mH betragen und das bei den Kupferpreisen......

Der Link mit den Fotos des Geräts ist leider tot. Auf Wunsch gerne ein bißchen Gruselkabinett per PM.

MfG

Frank

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Frank Scheffski

Am Mon, 12 Jul 2004 01:08:11 +0200 hat Detlef Voss geschrieben:

Einen Transistor im Inversbetrieb zu verwenden (E/C vertauscht) kann Sinn haben. Die Stromverstärkung geht zwar in den Keller ( Ich habe so das leichte Gefühl, Schaltungen dieses Herstellers sind zur

Kann sein, muß nicht sein - siehe oben.

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Martin
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Martin Lenz

Am Mon, 12 Jul 2004 19:39:16 +0200, schrieb Martin Lenz :

Laßt mich die die Richtung des Threads etwas umbiegen. Gesucht wird ein simpler Quarzoszillator mit folgenden Eigenschaften:

- Nutzfrequenz ~173 MHz

- Ausgangsleistung ~100pW

- Geringe Nebenwellenabstrahlung

- 2-Punkt Modulation (f nenn / f nenn -9kHz)

- Stromversorgung ~9V @ 10 mA

Die von mir aufgebaute Schaltung hat eine viel zu hohe Ausgangsleistung, Oberwellen wie verrückt und läßt sich nicht weit genug ziehen/modulieren (über 5 kHz komme ich nicht raus). Je höher die Grundfrequenz des Oszillators, desto geringer der endgültige Modulationsbereich, je geringer die Grundfrequenz, desto vielfältiger die Nebenaussendungen in benutzten Bereichen des Frequenzspektrums. Ein 'schneller' Transistor ist also im Prinzip garnicht erforderlich.

Hat da wer eine Lösung in der Schublade oder einen hilfreichen Tip?

Der Traum wäre eine kompakte Schaltung in einem metallisierten Sub-D-Steckergehäuse, das man einfach an die serielle Schnittstelle eines PC stöpselt. Von dort kommen dann Betriebsspannung und Sendedaten.

Wenn Du das fertige "Produkt" siehst, weißt Du, daß es nicht so ist ;-)

MfG

Frank

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Frank Scheffski

Jo, definitiv. Man liebt ihn dann für seine kleine Sättigungsspannung.

2N2369 hat dann, je nach Strom, gut eine Grössenordnung weniger. Aber die LT-Applicationnotes, besonders die von J.W. kennt ja hier eh jeder auswendig ;-)

Wenn man Stromverstärkung zu viel hat, dann tauscht man die für gewohnlich, statt sie zu verschenken.. ;) Dachte halt, evtl. gäbe es hier gegenüber einer Gegenkoplung Vorteile. Aber der Hinweis auf den Millereffekt ist nett. Bei Uce=19V, Ic=1mA, f=10.7MHz werden typ. 340fF Rückwirkungskapazität in Emitterschaltung angegeben. Das ist wohl meist zu verschmerzen. Die Eingangskapazität (da sie nicht gegen den Collektor wirkt wird sie wohl gegen den Emitter wirksam sein..) liegt (Uce=19V, Ic=7mA, f=35MHz) bei typ. 55pF. Ob man da wirklich E und C vertauschen möchte?? ;-)

Nana, der ist nicht Älter als die Hälfte der Mitlesenden hier.. ;-) So 550 MHz trifft schon ganz gut. Ist halt für Video-ZF-verstärker in Emitterschaltung um 35 MHz gedacht. Bau' einfach mal einen Hf-Verstärker mit Bandfilterkopplung mit dem BF199 und dann mit dem BC548. Anschliessend hast Du den Unterschied zwischen den Beiden vermutlich bemerkt.. ;-)

Na, man soll doch Verstärkung nicht einfach verschenken, sondern besser eintauschen. Ausserdem muss ja die Leistung, die 'rausgenommen wird, auch irgendwo her kommen.

Kann zwar sein, aber scheint nach wie vor recht unwarscheinlich.

Gruss Detlef

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Detlef Voss

Da bei der Anwendung Phasenrauschen und Co wohl nicht im Vordergrund stehen lässt sich auch die 11te Oberwelle noch ganz gut verwerten, wenn der QUarz 'ordentlich' ist.

Bislang ist der Schaltung nicht anzusehen, wo die Leistung überhaupt den Aufbau verlassen soll.. ;-) Ich vermute mal, die Abstrahlung geschieht ganz partisanisch 'irgendwie' über die angeschlossenen Leitungen? ;-)

So als ganz grober Daumenwert sind etwa 1mW Ausgangsleistung üblich. Bequem sind simple ohmsche Abschwächer, die bei der Frequenz mit einfachen SMD-Widerständen bemerkenswert gut realisiert werden können. Ausserdem ist damit die Ausgangsimpedanz schön definiert und breitbandig, falls Du etwas davon hast.

Um das HF-dichte Gehäuse wirst Du wohl schwerlich herumkommen. Aber das macht nun wirklich wenig Aufand. Ein zusammengelötetes Kästchen aus Platinenresten erfüllt den Zweck hervorragend und ist schnell improvisiert. Da lassen sich auch 'Kammern' für die Filterung der Betriebsspannung und der anderen Signale 'reinbasteln. Einziger Nachteil ist, dass man später etwas schlecht an die Schaltung herankommt.. ;-) Bei der geringen Ausgangsleistung solltest Du eigentlich ohne weitere Filterung am Ausgang auskommen, wenn Du eine eher übliche Schaltung mit Schwinkreis verwendest. Bei 100pW Ausgangsleistung sollten sich die Oberwellen wohl auch so unter 1pW halten lassen. Oder muss es besser sein?

Hab' ich mal für 180 MHz mit einem J310 gemacht. Ist angenehm einfach, allerdings war da die Kompensation der Halterungskapazität (war ein

100MHz-Standardquarz) mit Spule zwingend, sonst liessen sich auch beliebige Frequenzen 'neben' der Resonanzfrequenz mittels Schwingkeis einstellen.
30mH??? Da hat doch wieder einer Meter mit Zentimeter verwechselt?! Die Betriebsspannung beträgt dann gewiss auch 9kV? ;-)

Aber die Schaltung würde mich doch mal interessieren. hast Du da mal einen Link drauf? Sonst muss ich da wirklich in diesem Forum suchen

*schauder* ;-)

Au ja! Über Gruselbildchen freu' ich mich doch immer!

Gruss Detlef

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Detlef Voss

Naja, beim Quarz in Serienresonanz ist ein Paralellkondensator auch irgendwie nicht das rechte Mittel zum Zweck. Und der Serientrimmer zur Frequenzeinstellung dürfte für den avisierten Frequenzbereich eh viel zu gross sein. Mal davon abgesehen, dass die Folientrimmer bei derart grossen Kapazitäten um 200MHz schon langsam ihre Serienresonanz feiern dürften. Mach mal testweise den Serientrimmer dramatisch kleiner und schau, ob der Ziehbereich dann gross genug wird. 100ppm sollten sich ohne trickreiche Konzepte erreichen lassen. Falls ja, bietet sich eine Kapazitätsdiode an, dann kannst Du zum Modulieren deren Spannung umschalten. Welche Frequenz musst Du denn genau treffen?

Gruss Detlef

--
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Detlef Voss

Am Mon, 12 Jul 2004 20:03:17 +0200 hat Frank Scheffski geschrieben:

Hohe Grundfrequenz des Quarzes heißt über 20..30MHz Oberwellenquarz, bei

173MHz wahrscheinlich die 7. Oberwellenquarz(oszillatoren) lassen sich physikalisch bedingt schlecht/nicht so weit ziehen. Ob sich 52ppm Ziehbereich bei der 7. OW realisieren lassen bin ich mir jetzt nicht sicher. Man bekommt deutlich bessere Daten, wenn mand en Quarz auf einer niedereren Harmonischen schwingen läßt und nachher mittels Verzerrerstufen vervielfacht. Das Design wird alllerdings größer und teurer, weil man (teilw. teure) Filter braucht.

Andere Möglichkeit wäre ein PLL-Synthesizer als Vervielfacher, der kann ggf. auch die Modulation übernehmen, hängt von den Anforderungen ab. Am Quarz hast du sicher >>100pW - eher etliche mW. Die Abschwächung auf

100pW muß die Auskopplung machen, das könnte auch ein kapaziver Spannungsteiler sein zB die ursprünglichen 68p/1n, du hast aber nicht geschrieben, daß das Ausgangssignal an dem Punkt dazwischen abgegriffen wird.
--
Martin
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Martin Lenz

Am Mon, 12 Jul 2004 23:01:18 +0200 hat Detlef Voss geschrieben:

Nicht wirklich, aber man hat es halt mal gelernt.

Ich gehe davon aus, daß der Transisitor im Inversbetrieb aufgrund anderer Sapnnungsverhälttnisse anden beiden PN-Übergängen ganz andere Kapazitäten hat (siehe auch Kapazitätsdiode). Emitter: stark dotiert -> hohe Ladungsträgerinjektion/Stromverstärkung, kurze Raumladungszone -> geringer Widerstand, hohe Kapazität, geringe Spannungsfestigkeit als Diode. Kollektor: schwach dotiert -> hohe spannungsfestigkeit, aufgrund der breiten Raumladungszone auch geringere Kapazität.

Da habe ich schon neueres in der Lade. Und für meine HF-Verstärker reicht meist weder der eine noch der andere.

Das schon, aber zur Verstärkung: Wenn ein Transistor zu hohe f_T hat, dann muß man ihm halt gegebenenfalls noch abgewöhnen im 433MHz Verstärker auf

5..10GHz zu schwingen :-) Man mekt dann auch, daß die Stufe nicht als Oszillator gedacht war - sonst wäre die Frequenz nie so stabil :-)
--
Martin
Reply to
Martin Lenz

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